پلی بوتادی ان با انتهای هیدروکسیل (HTPB) رایج ترین بایندر مورد استفاده در پیشرانه های جامد مرکب می باشد اما به دلیل غیرپرانرژی بودن، به لحاظ عملکردی صرفاً یک جرم مرده محسوب می شود؛ بنابراین جایگزینی HTPB با یک پلیمر پرانرژی احساس می شود. در این پژوهش، از رزین پلی بوتادی ان نیترودار شده با انتهای هیدروکسیل (NHTPB) با میزان نیتراسیون 2/12% به همراه رزین HTPB به عنوان بایندر بهره گرفته شد. بدین ترتیب، فرمولاسیون پایه پیشرانه HTPB (HB) تهیه شد و به عنوان نمونه شاهد، با دو فرمولاسیون پخت شده دیگر یعنی فرمولاسیون پیشرانه با نسبت 5% NHTPB به 95% HTPB (NH5) و فرمولاسیون پیشرانه با نسبت 10% NHTPB به 90% HTPB (NH10) از لحاظ خواص فیزیکی-مکانیکی، نرخ سوزش و حساسیت مقایسه شد. نتایج نشان داد که با افزایش میزان NHTPB به HTPB از 5% به 10%، مدول یانگ، نرخ سوزش و حساسیت به ضربه و اصطکاک نسبت به پیشرانه شاهد افزایش و دانسیته اتصالات عرضی، میزان سختی و تنش بیشینه کاهش یافت.

حساسیت دمایی سرعت سوزش پیشرانه های جامد مستقیما بر دقت و عملکرد موتور راکت تاثیرگذار است. در این تحقیق، تاثیر مواد افزودنی از قبیل اکسید آهن (IO) بر حساسیت دمایی سرعت سوزش پیشرانه های جامد مرکب بر پایه HTPB با انجام آزمون های سرعت سوزش، آنالیز حرارتی دیفرانسیلی (DTA)، دانسیته (بر اساس استاندارد نظامی) و دمای خوداشتعالی بررسی شده است. همچنین، تاثیر نسبت های متفاوت درشت به ریز ذرات اکسیدکننده آمونیوم پرکلرات (AP) بر حساسیت دمایی مطالعه شده است. نتایج به دست آمده از آزمایش ها نشان داد که با افزودن اکسید آهن و همچنین کاهش نسبت درشت به ریز ذرات AP سرعت سوزش افزایش می یابد. تحلیل حرارتی دیفرانسیلی (DTA) نشان داد که دمای تجزیه AP با افزودن اکسید آهن کاهش می یابد. همچنین، با توجه به نتایج آزمون دمای خوداشتعالی، مشخص شد که دمای خوداشتعالی با افزودن اکسید آهن کاهش می یابد. علاوه بر این، نتایج به دست آمده نشان داد حساسیت دمایی با افزودن اکسید آهن و همچنین با کاهش نسبت درشت به ریز ذرات AP کاهش می یابد. در پیشرانه های AP/HTPB/IO و AP/HTPB با نسبت های پایین درشت به ریزذرات AP، افزایش دمای سطح سوزش سبب کاهش حساسیت دمایی می شود. کمترین مقدار برای حساسیت دمایی زمانی مشاهده می شود که ذرات ریز AP و IO با هم مخلوط شوند.

عوامل مختلف موثر بر مهاجرت نرم ساز در پیشرانه های جامد مرکب مطالعه و تاثیر نفوذ نرم ساز بر خواص مکانیکی پیشرانه بررسی شده است. همچنین، پدیده مهاجرت نرم ساز در حالت پایا و ناپایا مطابق با قوانین نفوذ فیک بررسی شد. چندین روش به منظور جلوگیری از مهاجرت اجزای مایع در پیشرانه های جامد مرکب ارائه شده است. یک برنامه کامپیوتری بر مبنای مدل قانون دوم نفوذ فیک برای مدل سازی و شبیه سازی داده های غلظت به دست آمده از آزمایش ها تدوین شده است. تطابق نتایج شبیه سازی و نتایج حاصل از آزمایش ها اعتبار مدل را تایید کرد.

سوسپانسیون غلیظ بایندر در پیشرانه مرکب پدیده پیچیده ای را موجب می شود به طوری که کنترل خواص رئولوژیکی پیشرانه را به علت درصد بالای پرکننده دشوار می سازد. سوسپانسیون خمیری پیشرانه جامد کامپوزیتی، حاصل اختلاط اجزاء مختلف می باشد مانند: اکسیدکننده، سوخت و بایندر. افزودن درصد بار جامد بدون افزایش گرانروی موضوع مهمی در تولید پیشرانه جامد می باشد. این مشکل با استفاده از ذرات دو توزیعی قابل حل است. در این تحقیق، پنج نمونه پیشرانه جامد مرکب بر پایه آمونیوم پرکلرات(AP)  و پلی بوتادی ان خاتمه یافته با هیدروکسی (HTPB) با مقدار بار جامد 85 درصد در سیستم دو سایزی تهیه شد. این پنج نمونه در میزان نسبت درشت به ریز از 80 به 20 تا 60 به 40 تفاوت داشتند. از دمای 40 درجه سلسیوس به بالا شرایط نمونه ها برای ریختگری و اختلاط مناسب بود و بهترین نسبت برای به دست آوردن حداقل گرانروی نسبت 70 به 30 (درشت به ریز) بود.

در این مقاله استفاده از نانوذرات آلومینیوم در پیشرانه های جامد بر پایه آمونیوم پرکلرات (AP) مورد بررسی قرار گرفته است که شامل بررسی تاثیر افزایش نانوذرات آلومینیوم به عنوان سوخت فلزی به پیشرانه های جامد بر عملکرد و کارایی آنها از قبیل سرعت سوزش، دمای شروع احتراق و کاهش اندازه ذرات خاکستر باقیمانده می باشد. مطالعات اخیر نشان می دهد که اضافه کردن نانوذرات آلومینیوم به فرمولاسیون های سوخت جامد مرکب موجب افزایش قابل توجهی در نرخ سوزش، کوتاه تر شدن زمان تاخیر اشتعال و زمان سوختن کلوخه های ذرات آلومینیوم در پیشرانه می گردد. با کاهش اندازه ذرات آلومینیوم، احتراق به سطح سوزش پیشرانه نزدیک تر شده و موجب افزایش نرخ سوزش می گردد.

در این تحقیق تاثیر افزودنی هایی از قبیل آمونیوم اگزالات (AO) و مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات (SC) بر پیشرانه های مرکب بر پایه AP/HTPB با آزمایش های سرعت سوزش، DTA، چگالی و دمای خوداشتعالی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزودن این مواد، سرعت سوزش این پیشرانه ها به طور ویژه ای کاهش می یابد. نتایج آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) و دمای خوداشتعالی نشان داد که دمای تجزیه AP و دمای خوداشتعالی به ترتیب با این افزودنی ها افزایش یافته است. حساسیت دمایی سرعت سوزش پیشرانه های مرکب بر پایه AP/HTPB، به میزان قابل توجهی با افزودن آمونیوم اگزالات یا مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات کاهش می یابد. اثر آمونیوم اگزالات نسبت به مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات کمتر می باشد. در پیشرانه های AP/HTPB/AO، کاهش میزان حرارت آزاد شده در سطح سوزش سبب کاهش حساسیت دمایی می شود. در پیشرانه های AP/HTPB/SC/AO اثر دوجانبه میان AO وSC ، سبب کاهش حرارت آزادشده و افزایش دمای سطح سوزش و کاهش حساسیت دمایی سرعت سوزش می شود. مقایسه نتایج این تحقیق با آنچه قبلا گزارش شده نشان داد که فرمولاسیون پیشرانه با 4% آمونیوم اگزالات حساسیت دمایی را به مقدار 4.8 درصد بیشتر کاهش داده است.

در این مقاله کهولت پیشرانه ی جامد مرکب بر پایه ی HTPB با استفاده از روش وان هوف، مطالعه شده است. فاکتور F معادله وان هوف با آنالیز مکانیکی دینامیکی (DMA) برای نمونه ی پیشرانه ی مرجع، محاسبه گردید که برابر 5/2 بود. سپس با استفاده از معادله ی وان هوف بدست آمده، شرایط برنامه ی کهولت تسریع یافته تعیین شد. نمونه پیشرانه مرجع مطابق با برنامه ی کهولت تسریع یافته در بازه ی دمایی بین ° C25 تا ° C80 با زمان تنظیم شده ی معادل با بار حرارتی 2 سال در دمای ° C25 قرار گرفت. تغییرات خواص مکانیکی دینامیکی شامل مدول ذخیره و فاکتور اتلاف یا دمپینگ با زمان و دما به منظور شناسایی رفتار کهولت پیشرانه ی جامد مرکب اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر مدول ذخیره با افزایش زمان کهولت، افزایش می یابد در حالی که مقادیر فاکتور اتلاف با گذشت زمان کاهش می یابد.